"Biztosan ki lehet jelenteni, hogy az általánosabb spec. rel. nem jelent információcsökkenést a Lorentz-elvhez képest?"
Mind a két modellt matematizálni lehet, és meg lehet mutatni (matematikai bizonyítással), hogy a jelenségek egy bizonyos körére ekvivalensek (olyanokra, amik mind a kettőben megfogalmazhatók).
Viszont a specrel éppenhogy több infót jelent, mert általánosabb, ezért több jelenségre is megfogalmazható (gyakorlatilag minden olyan fizikai jelenségre, amikor elhanyagolható a gravitációs árapályerő).
"Mikor nekem tanítottak (baromira félve, nagyon messziről és nagyon gyorsan hadarva, hogy nehogy valami kérdést lehessen hozzátenni) a fény részecske-sugárzás-hullámtermészetéről, akkor hallottam az első idevágó metaforát."
Ez volt a baj. Az oktató sem értette. Akkor nem tudja másokkal sem megértetni.
"Mármint, hogy kettős természete van annak az izének, amit fotonnak hívünk."
Nincs neki. Ez csak azért van, mert mindenáron a newtoni fizika kategóriáiba akarjuk beszuszakolni. Ez nem megy. A relatvisztikus jelenségeket sem lehet kifejezni a newtoni kategóriákkal. Csak fordítva megy. Ezért van az, hogy a QM és a specrel határesete a newtoni mechanika, és nem fordítva.
A foton az foton és punktum. Közelebbről akkor érted meg, ha megismered, hogy sok-sok kísérletben, fizikai helyzetben hogyan viselkedik. Ugyanígy fogod fel a klasszikus hullám és részecske fogalmakat, csak azokon jóval részletesebben keresztülmentél az oktatás során. Gondolj bele, amikor a Doppler jelenségről tanultál: nem is olyan egyszerű az.
A kvantumrészecske egy másik kategória. Ilyen kategóriákat nem lehet definíciószerűen megadni, még a tulajdonságok felsorolásával sem, mert akkor circulus vitiosusba kerülnél. Definiálták Neked valaha, mi az az egész szám? Biztos, hogy nem. Akkor honnan tudod? Mert megtapasztaltad az aritmetikát (matematikai nézőpontból a Peano axiómák által megadott tulajdonságok jellemzik őket).
Az olyan dolgokat, mint hullám, részecske, elektron, foton jellemezni lehet, nem pedig definiálni.
"A matek sajnos soha nem volt az erősségem. Nem tudom miért. Gondolom, ezzel nem vagyok egyedül. Pedig többször is nekifutottam annak a nem királyinak, de sohasem értem a végére. Talán majd egyszer. Valszeg valami, olyan hiányzik a bennem szunnyadó intuitív gondolkodásmódból, ami ezt számomra közel hozná."
Itt nem is matek kell igazán, hanem végig kell menni az alapjelenségek analízisén (interferencia, alagúteffektus, "entanglement", potenciálszórás), és fizikai intuíciót kell kiépíteni hozzá. A matek azért kell, mert azzal precízebben meg tudod szorítani a dolgot. Igazából itt van egy csomó jelenség, amit ismerni kell. Láttál már pl. katódsugárcsőben interferenciaképet? Végigcsinálták kis és nagy intenzitással?
Sajnos, nem tudtam se ott lenni a szkeptikus konferencián, se pedig nézni. Nagy úr a család :)
Az eseményhorizont nem így működik. Ha egyszer valami bejutott mögé, az nem mehet ki. Pongyolán megfogalmazva ez az eseményhorizont definíciója (precízen az ún. csapdafelületekkel van definiálva, ahonnan hiába lőjük ki a fénysugarat, nem tud kijutni).
Ha nem mindenhol egyforma magasságban találjuk az eseményhorizontot, akkor a magasabb, erősebb gravitációjú részen elnyelt fény még kijuthat az EH alól, ahol kisebb a tér ereje. Nem?
A kvantummechanikáról is más intuícióm van mint a 'modern' fizikának. A kvantumjelenségeket a "mezök forrásai" kvantáltságából vezetem le, így is lehet egy új kvantummechanikát felépíteni. Szemben is kerültem a múlt század fizikájával.
Ezt nagyon szépen elmondtad! Valahogy tényleg így 'leleplezhetö' a kutató fizikus gondolat világa.
Szerintem egy aszpektus kimaradt belöle, ami viszont nagyon fontos.
Mik az alapvetö feltevések, amire a fizikusok intuiciói épülnek?
Teljesség nélkül felsorolok egy-két fontosat, amiben az én elképzelésem különbözik a fizikában használttól.
1) A tér-idö fogalma:
- Én a Minkowski tér invariáns metrikáját veszem mint egy alapvetö fogalmat.
- Csak véges tér-idö tartományokat veszek a fizika leírásához. Kizárom a nagyon nagy és a nagyon kicsi távolságokat. (Pl. nagyon kicsi távolságoknál csak térintergrál definíciókat használok.)
- Ezekböl kiíndulva, csak a nyílt rendszereket tekintem alapvetö rendszereknek. (A fizikában az intuitívan használt zár rendszereket csak mint egy közelítést fogok fel.)
2) Energia:
- A fenti tér-idö felfogásból kiindulva nem építek energiamegmaradásra. (Csak abban az esetben, ha egy véges tér-idö tartományban foglalt rendszer egyensúlyban van a környezetével.)
- A részecskerendszerek energiáját egy másik szempontból sem tekintem megmaradónak: a fellépö fundamentális mezök nem-konzervativ mezök. (Az e.m.-mezöröl tudjuk, hogy a mozgó töltések jelenlétében ez egy nem-konzervativ mezö. Ezt a gravitációs mezöröl is feltételezem.)
3) Csak az elemi töltések megmaradásában hiszek, mint egyetlen általánosságban érvényes megmaradási törvény.
4) A részecskéknek sem a helye sem a sebessége elvileg nem határozható meg pontosan. (Ez általánosabb mint Heisenberg relációja.)
Ezeket összefogva is lehet 'fizikát csinálni', ami szerintem általánosabb mint a ma elfogadott fizika. Ezek alapján szerintem közelebb kerülünk a természeti 'valóság' helytálló megértéséhez.
Épp tegnap bukkantam rá egy topikra, amely sajnos megszünni látszik régóta. Egyébként érdekes módon a topikok színvonala fordítottan arányos a hosszúságával. Ott egy olyan gondolatot vetett fel valaki, ami engem is foglalkoztat egy ideje.
Abból az ismert tényből indult ki valaki, hogy a spec. rel. és a Lorentz-elv egyenértékűek egymással a számítási végeredmények szempontjából. A spec. rel. azért általánosabb, mert axiómáiban eggyel kevesebbet tartalmaz. Viszont felteszi a kérdést: ez az általánosítás nem takar-e el valamilyen fizikai tényt, vagyis ha nem általánosítunk, akkor hamarabb rájönnénk erre.
Ellenvéleményként rögtön a Bolyai és a Riemann geometriákra gondoltam, amelyekhez szintén az axiómák csökkentésével keletkeztek az euklidesziből, de mivel ezek határesetként tartalmazzák az euklideszit is, emiatt nem lehet azt mondani, hogy itt az axiómák elhagyásával csökkent az információ.
De a fizikában az axiómák nem ugyanazt jelentik, mint a matematikában. Biztosan ki lehet jelenteni, hogy az általánosabb spec. rel. nem jelent információcsökkenést a Lorentz-elvhez képest? Biztosan kijelenthetjük, hogy a Lorentz-Fitzgerald kontrakció is ugyanolyan rövidülés mint a spec. rel. hosszkontrakciója? Konkrétan fogalmazva, elegendő értelmezést adnak a Maxwell-egyenletek a Lorentz-Fitzgerald kontrakció értelmezésére, biztosan kijelenthetjük, hogy nem lehet itt valami más körülmény is?
Persze. Nem várhatjuk el, hogy a mi gondolkodásunk szerint alakuljon a világ. (jobb is)
A Newtoni világkép mégiscsak a mi szánk íze szerint való. az abban tapasztalható furcsaságokat egy kis utána gondolkodással és néhány ügyes hasonlattal, példával simán meg lehet érteni és alkalmazni is. Azért az Einsteini és a QM világképével már kicsit más a helyzet. Mikor nekem tanítottak (baromira félve, nagyon messziről és nagyon gyorsan hadarva, hogy nehogy valami kérdést lehessen hozzátenni) a fény részecske-sugárzás-hullámtermészetéről, akkor hallottam az első idevágó metaforát. Mármint, hogy kettős természete van annak az izének, amit fotonnak hívünk. Ilyet eddig csak az emberekről hallottam. Soha nem is szerettem őket, pedig eléggé kényszeresen köztük kell élnem. Szóval a foton sem lopta be magát a szívembe. Aztán kiderült pár hasonló disznóság az elektron és az ő pályája körül is. A csúcs az az volt, amit még ma sem értem miért, belénk sulykoltak a vegyész suliban. A pályák nevei, spinjei. Arra még jól emléxem, mikor a fizkém tanárnő bágyadtan elénekeltette velünk a szén pályáinak nevét. Amikor már kórusban ment a nóta, akkor kisimultak a ráncai. Aztán megint zavart volt, és dacosan azt mondta: Ez túl bonyolult, nézzétek meg a könyvtárban. Persze közben megkérdeztük, ez miről szól, mihez kell? Annyit még hozzátett, hogy ez fő meghatározója az anyagok fizikai, kémiai viselkedésének. Máig sem értem, hogy maradhatott meg az ilyen irányú érdeklődésem.
A matek sajnos soha nem volt az erősségem. Nem tudom miért. Gondolom, ezzel nem vagyok egyedül. Pedig többször is nekifutottam annak a nem királyinak, de sohasem értem a végére. Talán majd egyszer. Valszeg valami, olyan hiányzik a bennem szunnyadó intuitív gondolkodásmódból, ami ezt számomra közel hozná.
Milyen érdekes, hogy éppen tegnap a kajaszünetben összefutottam egy szimpatikus tanerővel a Szkeptikuson. Az Ő javaslatát követve egy közeli kínaiban ebédeltünk, mert a pizzások a másik étteremben ránk sem bagóztak. Lényeg, hogy az elfogyasztott táp hatására Ő is éppen a fizikai gondolkodás intuitív módjáról, annak megfelelő és hatékony felhasználásáról is beszélt. Talán Te is kínait ettél?
A matek az egységnyieknek általában baromi száraz. És ez a faj többnyire bőséges ellenérzést halmozott fel magában a jelzett természeti nyelvvel szemben, még a suliban. Nem volt rossz matektanárom soha. Még a nyers középiskolai éveimben sem. De ott már kiütközött a királyi véna és a sárvér a tanoncok közül. Volt két lökött(tényleg azok voltak) osztálytársam, akik falták s dolgot. Jómagam csak nyögve-nyelve küzdöttem a 3-4 -esért. Nem fogott meg a dolog. Talán ha a természet tudományos ismeretek megszerzése értelmet adhatott volna annak a sok szám, halmazelméleti rágódnivalónak, akkor éreztem volna a szükséget és igényt a kitartóbb tanulásra.
Egyébként tényleg jó, amiket idefirkantasz. Sokunknak ad pozitív élményt, néha még a megértést is . DcsabaS és Silan (meg még néhányan, bocs hogy Őket nem emelem ki) akik hasonlóan pozitívak számomra, számunkra érdeklődőknek.
Gondolom, a tegnapi eseményt nézted, de talán ott is voltál.
Kozmológus előadónktól éppen ezek hangzottak el, mikor a kérdések közt terítékre került a QM és a Relativitás elmélet vélt-várt érvényességi korláta.
Kár, hogy nem tudok többet, többször beszélgetni veled. Neked időd, nekem képességem nincs hozzá.
1. Már a newtoni mechanika sem felel meg a standard, "egységsugarú" intuíciónknak. Pl. kapásból az első axióma (tehetetlenség törvénye): ki látott már magára hagyott testet ugyebár?
Gondolj itt olyanokra, mint az égi mechanikai paradoxon (fékezed a műholdat, nő a pályamenti sebesség), vagy arra a feladatra, amikor egy csigán átvetett kötélen két ember mászik, az egyik jobb mászó, mint a másik, mégse ér fel hamarabb. Vagy arra a rengeteg tévedésre, amikor az emberek pl. autóbalesetekről gondolkodnak stb.
2. Minden elég jó fizikusnak van a kvantummechanikáról intuíciója, olyan szinten, mint a newtoniról, és soknak a kvantumtérelméletről is (nekem is. Nem csoda, hiszen ezzel foglalkozom). Az intuíciót csiszolni kell, ehhez kell a matematikai modell megfelelő szintű megértése is, de ez kéz a kézben jár az intuíció fejlődésével. A nerwtoni mechanikáról azért van több embernek intuíciója, mert azt többen tanulják kellően részletesen. Az igazi intuícióhoz kb. a közepesen erős középiskolás versenyfeladatok megoldásának szintje kell: aki ide eljut, annak nem okozna gondot a kvantumelmélet sem, legfeljebb kimarad az életéből.
Amikor dolgozom, sokszor teljesen szemléletesen látom előre a megoldást matek nélkül, sőt, szoktam írni olyan cikket is, amikor az irodalomban meglévő tévedést cáfolok, és ilyenkor sem úgymond "kimatekozom" a dolgot: teljesen intuitíve találom meg a megoldást, a matek már csak segít precízen leírni.
3. A fentiekből már következik, hogy a laikus azért nem tud az ismeretterjesztő irodalomból kiindulva fizikát művelni, mert az intuíció nem attól alakul ki (a newtoni fizikában sem), hogy mások intuitív magyarázatait olvasod (amiket ráadásul nehéz jól, félre nem érthetően leírni), hanem attól, hogy sok problémát oldasz meg. Eleinte favágással, aztán később egyre jobban működik a megérzésed. Végül kialakul egy koherens, szemléletes kép.
Hiába írom itt le ezeket a szemléletes képeket (sokszor megtettem már), ezekből önmagában még nem lehet megértésre jutni, éspedig azért, mert nem tudja a másik elég precízen átfordítani a saját belső nyelvére. Ehhez a newtoni mechanikában is kell a matematikai modell mankója: a matek az a nyelv, amit pont úgy találtak ki, hogy ne értsék egymást félre a felek. Ez a legfontosabb kritériuma annak, mi a matek, ehhez kell többek között az ellentmondásmentesség is.
4. Annak, akinek már van kellő előismerete, a leírt szemléletes kép elegendő lehet a teljes megértéshez, nem kell a matekot is mellékelni. Fizikusok sokszor kommunikálnak egymás között ilyen módon, és igazán jó cikkekben és előadásokban a megoldott problémáknak nemcsak a matematikai szintű levezetését írják le, hanem az intuitív megfogalmazást, méghozzá minél többféleképpen, annál jobb. Minél sokrétűbb analógai rendszerbe építik bele az eredményt, annál inkább hasznosulhat a másik számára, hiszen, bár fizikai intuíciója minden valamirevaló fizikusnak van, enneka részletei nagymértékben egyéniek tudnak lenni, és ha többféleképpen is elmondjuk ugyanazt, nagyobb számú ember tudja megérteni és átlátni.
Summa summarum: a QM sem kevésbé szemléletes, mint a newtoni mechanika. Az előfeltételek hiányoznak a befogadásához nagyon sok, a newtoni fizikában egyébként jól képzett laikusnál, vagy kívülállónál (mérnök, tanár stb.). Persze ha Heisenberget olvasol, ott ez még kevésbé tiszta, hiszen akkor volt a "forradalom", amikor még nem tisztult le pontosan, mi a lényeges összetevő, és mi az, ami csak az eléggé-meg-nem-értettségből származó félreértés.
Ezzel nem azt akarom egyáltalán mondani, hogy a mai QM értésünk végleges. Nem, távolról sem az. Tulajdonképpen leginkább az a perspektíva hiányzik hozzá, ami a newtoni fizikához már megvan: hogy hol vannak pontosan az érvényességének a határai, és hogy milyen átfogóbb elméletbe illeszkedik bele ezek révén. A newtoni mechanikával persze jobban állunk, de azért senkinek sem tökéletes az erről alkotott intuíciója. Ha nem is okoz egy fizikusnak gondot mondjuk az égi mechanikai paradoxon, egy cérnaorsó mozgásával (miért tud a húzással ellentétes irányba gurulni) nagyon sok fizikust zavarba lehet ejteni (engem is sikerült pár hónappal ezelőtt).
"Mint mondasz arra a rengeteg kísérletre, amely a fény elhajlását mutatja tömegek közelében, ráadásul a mértéke nagy pontosságal megfelel az altrel előrejelzésének?"
Erre azt lehet mondani, hogy amit írsz, nem igaz. A mérések nem hogy nagy pontossággal, de még közelítőleg sem felelnek meg az altrel jóslatának. Légyszives olvasd el a Fizikai Szemle ide vonatkozó cikkét (holnap megíron, hol találod meg). Itt részletesen le van írva minden mérés, és az is, hogy mekkora az eltérés az Einsteini elmélettől.
A cikk szerzőjének végkövetkeztetése az, hogy a mérések eredménye nem tekinthető bizonyítéknak az altrel melett.
Ezt miért nem említetted meg? Vagy talán nem is ismered a mérési eredményeket?
Mint mondasz arra a rengeteg kísérletre, amely a fény elhajlását mutatja tömegek közelében, ráadásul a mértéke nagy pontosságal megfelel az altrel előrejelzésének?
Mérték fénnyel, radarral, késleltetéssel, távol a naptól, és így tovább.
Forgó FL esetén torzul-e az eseményhorizont, és ha igen, kijuthat-e emiatt anyag, vagy sugárzás az EH alól? :-)
Erősen torzul, akár gyűrűszerűvé is válhat, abban az értelemben, hogy "át lehet menni" a közepén az eseményhorizont érintése nélkül. Mondjuk elég furcsa gyűrű, mert a közepén áthaladva teljesen máshová lehet jutni, mint kikerülve a gyűrűt.
A gravitációt az elemi gravitációs töltések okozzák, nem a tér görbülése. A fekete lyukakhoz és az "eseményhorizonthoz" nem tudok hozzászólni, ezek mások kitalációi.
Nevezhetem kettyintőnek, nyomdoklónak, vagy a kvantumos mező öngerjesztett, stabil módusának, a kérdés kérdés marad, létezhet-e kölcsönhatás a mező e két jelensége között ha nagy sebességgel találkoznak, illetve értelmezhető-e egyáltalán „sebesség” tulajdonság szerinted a....virtuális részecskepár esetében. (Az egyszerűség kedvéért mégis ezt az elnevezést használom, elfogadva amit írtál.)
A valódi és a virtuális között nem az időbeniség a legfontosabb különbség? Mert ha igen, akkor a virtuális a rövid létezősége alatt azért képesnek kell, hogy legyen reakcióra, ha meg nem, akkor az FL-el miért?
„ amióta meg relativisztikus kvantumelmélet, arról is, hogy megmaradnának, vagy hogy bármiféle értelemben olyan klasszikus kis egyesével leszámolható golyócskák lennének”
Azért a kisördög nem hagyja, hogy befogjam a szám: Nem lehetne egy egyenrangú elméletet felállítani az ellenpólussal? A kizárólag részecskékből álló univerzum, ahol elkülönült (tömeggel rendelkező) részecskepárok (iszugyi gömbjei) bukdácsolnak egymást semlegesítő energiavesztett, tömeg nélküli, ezért „láthatatlan” részecsketengerben?
Infláció van a kvarkokkal. Kezdetben azt hitték a fizikusok hogy elég belölük három + három anti-kvark. De nem volt elég! Ki kellett böviteni, most már csak a jó Isten tudja hányra van szükség belölük. A kvark modell nem volt jó! (Utánuk jöttek a húr modellek.)
Szerintem minden részecske elektromos ÉS gravitációs töltésböl áll. Csak négyféle elemi részecske van, az elektron, a pozitron, a proton és az elton. Ezeknek kétféle elemi (kvantált) töltése van, amik invariáns Maxwell töltések (amik a részecskék mozgása miatt kisugároznak, de a részecskék töltései nagysága nem változik meg a kisugárzás alatt).
Meg mondom mi az a részecske: ez egy olyan objektum, ami egy kb. 10^-18 sugarú gömbön kivül, mint két elemi töltés hatása mutatkozik meg. (Innen jönnek a kvantumos jelenségek.)
De mi a kvantumos mezö, azt csak a 'befutott' fizikusok tudják. A természetben ilyen mezök nem léteznek. Az ilyen gravitációs mezöt már régóta keresik, de nyoma sincs.
Talán előbb ezt kellene megfogalmazni, aztán beszélni arról, mivel is kerül kölcsönhatásba...
Részecske lényegében az, hogy valami kettyen egy detektorban, vagy nyom keletkezik egy ködkamrában. Minden más csak duma. A modern fizikában a fundamentális létező a kvantumos mező. Ennek bizonyos szabadsági fokait lehet részecskeként értelmezni, de nagyon sok esetben (pl. éppen görbült téridőben) a részecskekép nagyon viszonylagos dolog, vagy sokszor egyenesen értelmetlen.
Pl. az áltrel + kvantumtérelmélet szerint Minkowski (tehát nem görbült) téridőben egyenletesen gyorsuló megfigyelő a gyorsulásával arányos hőmérsékletű hőfürdőben látja magát, és ennek megfelelő fekete-test spektrumot detektál (vagyis részecskéket, azaz kattog a nála hordott detektor). A vicc az, hogy ugyanekkor egy inerciális megfigyelő csak az üres vákuumot látja. Ezt nevezik Unruh-effektusnak, és nagyon jól példázza, mennyire kell vigyázni a részecske képpel. Nem mellékesen a fekete lyuk horizontja közelében, ahonnan a Hawking sugárzás indul, az Unruh effektushoz nagyon hasonló a mechanizmus (bár ott a téridő görbült, de lokálisan hasonlóan néz ki, mint egy egyenletesen gyorsuló megfigyelő Minkowski téridőben).
Az a helyzet, hogy amióta kvantumelmélet van, le kell szokni arról, hogy a részecskéknek pályájuk van, amióta meg relativisztikus kvantumelmélet, arról is, hogy megmaradnának, vagy hogy bármiféle értelemben olyan klasszikus kis egyesével leszámolható golyócskák lennének (csak éppen határozott pálya nélkül persze). A részecsk fogalma a modern fizikában teljesen más, csakhát a laikusok ugye erre nincsenek fekészülve. Ráadásul ez a fogalom a Poincaré szimmetriához kötött igazából, de az meg csak sík Minkowski téridőben van, görbült téridőben nincs. Görbült téridőben csak stacionárius esetben lehet bármit is csinálni, de még ilyenkor is előjönnek ezek a furcsa dolgok mint az Unruh effektus.
A Hawking sugárzásnál egyébként azt csináljuk, hogy egy a fekete lyuktól távol lévő tehetetlenségi megfigyelő szemszögéből írjuk le, és mivel ott a téridő már gyakorlatilag sík, ezért tud egy részecskeképet felépíteni és abban értelmezni azt, ahogy a detektorai kettyennek.
